CN117295605A - 可热密封的可再浆化纤维素基多层包装材料、其制造方法和包装容器 - Google Patents

可热密封的可再浆化纤维素基多层包装材料、其制造方法和包装容器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料，其包括纸、纸板或其他纤维素基材料的本体层，并且涉及其制造方法。本发明还涉及用于液体纸盒食品包装的多层包装材料，并且涉及包括可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料的常规和液体纸盒包装容器。

Description

可热密封的可再浆化纤维素基多层包装材料、其制造方法和 包装容器
技术领域
本发明涉及一种可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料，其包含纸、纸板或其他纤维素基材料的本体层，并且涉及其制造方法。本发明还涉及用于氧敏感食品包装、尤其是液体或半液体食品包装的多层纸盒包装材料，并且涉及包含多层包装材料的基于纸盒的包装容器。
背景技术
单次使用一次性类型的包装容器通常由基于纸板或纸盒的多层包装层压件制成。这种用于食品包装的多层包装材料通常具有包含高比例高质量纤维素纤维的优点，这使得它们成为纸盒回收商使其再浆化并返回到新造纸工艺中的理想选择。
当由这种包装材料制成的包装容器需要一定的紧密性，即防止液体和水分从填充的产品泄漏和/或防止物质(例如污垢或液体)从外部环境进入包装内部的紧密性时，包装材料通常折叠成形并借助于熔融熔合多层包装材料的最外可热密封层而自身热密封。因此，这种最外热密封层由热塑性聚合物制成的塑料制成，其在加热时部分地再熔融，以便当压向类似相容的热塑性聚合物的第二表面时允许熔融熔合或焊接。这种热塑性聚合物的常见示例是聚烯烃，例如聚乙烯和聚丙烯，以及聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
然而，纤维素纤维回收商并不重视热塑性聚合物，因为它可能被视为价值较低的废物部分。它需要从纤维部分中分离出来，其进一步的用途很大程度上取决于聚合物含量的类型及其纯度。
由于不同类型的包装容器涉及不同类型的这种热塑性聚合物，因此很难在同一回收流中回收这种塑料-纸盒层压件，因为塑料的回收部分将是各种聚合物的混合物，并且聚合物的混合物可能会在质量和物理特性上有时会有所不同，从而使得其作为新产品的回收材料来源有些不可靠。通常，这种分离和回收的塑料部分会被简单地焚烧，或用于低档成品，例如废物袋或塑料花盆。
近年来，进一步逐渐清楚的是，一次性塑料和包装用塑料通常源自化石来源，因此对气候变化的影响更大，需要大幅减少并纳入材料循环经济，以便这些材料可以多次回收并被视为宝贵的资源而不是废物。
这是一个挑战，因为塑料材料通常对于将多个层层压在一起形成有效的层压材料(即用于将各个层粘合在一起)，以及对于在由其形成包装容器的过程中将层压材料进行自身热密封是必要的。
此外，为了简化回收，迫切需要降低层压聚合物材料的复杂性，例如具有具备各种阻隔性能(例如氧气阻隔性能)的若干不同聚合物层的多层包装材料中的复杂性。
因此，对于可回收性，通常的目标是减少多层包装材料中聚合物的比例，并进一步降低其复杂性。优选地，层压包装材料中使用的聚合物应该是可一起回收的相同类型，并且进一步以尽可能低的量使用。今天许多国家可能存在用于聚乙烯或聚烯烃回收，或用于回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚合物废物流，但在各种阻隔材料和混合材料中使用了大量的聚合物，但它们并不都有自己的回收流，并且尚不清楚如何对材料进行分类和再生。由于现在也正在探索植物基聚合物材料(即并非源自化石材料来源的聚合物)来减少二氧化碳排放，因此复杂性进一步增加。
为了完整起见，常见的热塑性聚合物，例如聚烯烃和聚对苯二甲酸乙二醇酯，也可以由植物基原材料来源(例如甘蔗和其他生物质)制造。然而，这种“绿色”聚合物(即植物基聚合物，即可再生或非化石来源的聚合物)的特性和性质将与其化石基对应物相同，因此它们将需要回收成塑料部分，即保持与其他植物基材料(例如纤维素纤维)分开。
此外，可堆肥和可生物降解材料也得到了更大程度的探索，它们可能具有与传统热塑性聚合物完全不同的特性。然而，它们不能与纤维素纤维一起在同一部分中回收，或者是水分散性的，从这个意义上来讲，它们仍然是“塑料”。它们甚至可能根本不可回收。
一个类型的植物基聚合物是基于再生纤维素的聚合物。有许多不同的这种再生聚合物是通过化学改性和溶解纤维素制成的，作为可用于膜和纤维(例如用于纺织品和包装塑料，例如人造丝、粘胶和所谓的玻璃纸)的新形式的聚合物重新获取。然而，所获得的新聚合物是并且表现得更像“塑料”，并且不可能与再浆化(即再分散)的天然纤维素材料一起并在同一回收部分内回收。因此，仅从同一原材料来源获得纸张和聚合物材料几乎没有什么好处。此外，至少在过去，这种聚合物的化学改性通常不是环境友好型的。
因此，再生纤维素也需要被分离并收集成其自身的回收部分，并且甚至可能本身不是均质材料，因为不同的这种再生聚合物可能基于不同的改性化学并且对相同的处理表现和反应不同。
国际申请WO2018/146386A1和WO2016/193542及其前期工作中已经描述了这种化学改性和再生纤维素的更新类型。
国际申请WO2018/135994A1中描述了另一种类型的改性纤维素，即部分改性为二醇纤维素的纤维状纤维素，其表现出一些热塑性行为。
常见类型的基于纸盒包装层压件的包装容器的一个示例是以商标利(Tetra Brik/>)销售，并且主要用于液体食品(例如奶、果汁等)的无菌包装，其经销售用于长期环境储存。这种已知的包装容器中的包装材料通常是层压件，其包括纸、纸板或其他纤维素基材料的本体层或芯层，以及热塑性塑料的外液密且可热密封层。为了使包装容器气密，特别是氧气气密，例如为了无菌包装和奶或果汁包装的目的，这些包装容器中的层压件通常包括至少一个附加层，最常见的是铝箔。
在层压件的内侧，即旨在面向由层压件生产的容器的填充食品内容物的一侧，因此存在施加到铝箔上的最内层，该最内内侧层可以由一个或多个部分层组成，其包括可热密封的热塑性聚合物，例如粘合剂聚合物和/或聚烯烃。同样在本体层的外侧，通常存在最外可热密封热塑性聚合物层。
包装容器通常借助于现代高速包装机来生产，该类型的包装机由卷材或包装材料预制坯料形成、填充和密封包装。因此，可以通过将内部和最外可热密封热塑性聚合物层焊接在一起，使卷材的两个纵向边缘以搭接接头彼此结合在一起，将层压包装材料的卷材重新形成管来生产包装容器。将该管填充预期的液体食品，并且随后通过在管中内容物的水平以下彼此相距预定距离来重复横向密封该管而将该管分成一个个包装。通过沿横向密封的切口将包装与管分离，并通过沿包装材料中准备好的折痕线进行折叠成形而赋予这些包装所需的几何构造，通常为平行六面体。
这种连续管成形、填充和密封包装方法概念的主要优点是，可以在管成形之前连续对卷材进行灭菌，从而提供了无菌包装方法的可能性，即这样一种方法，其中待填充的液体内容物以及包装材料本身都减少了细菌，并且填充后的包装容器是在清洁的条件下生产的，使得填充后的包装即使在环境温度下也可以长期储存，而不存在微生物在填充产品中生长的风险。如上所述，型包装方法的另一个重要优势是连续高速包装的可能性，这对成本效率具有相当大的影响。
用于敏感液体食品(例如奶或果汁)的包装容器也可以由本发明的层压包装材料的片状坯料或预制坯料生产。由折叠平的包装层压件的管状坯料生产包装，首先将坯料直立以形成开口管状容器胶囊，其一个开口端借助于整体端板的折叠和热密封而封闭。由此封闭的容器胶囊通过其开口端填充有预期的食品(例如果汁)，然后借助于相应的整体端板的进一步折叠和热密封来封闭。由片状和管状坯料制成的包装容器的示例是传统的所谓的山形顶包装。还存在具有由塑料制成的模制顶部和/或螺帽的这种类型的包装。
传统的基于纸盒的多层包装材料具有相当厚的铝箔氧气阻隔层(例如5至10μm)，多年来一直是液态食品无菌和常温包装的标准优质包装材料。
长期以来一直在努力开发用于液体食品纸盒包装的非铝箔材料，以通过减少源自铝金属生产的材料部分来减少总“碳足迹”。
一些开发涉及具有阻隔功能的预制膜或片材，其可以简单地替代铝箔。替代的开发已经寻求在层压材料中组合几个单独的阻隔层。
类似的多层包装材料可用于干燥的但对氧敏感的食品，例如奶粉和其他干燥食品，仍然通过热密封管填充或坯料填充原理工作，以获得最佳的卫生性能，以实现并确保长期储存(保质期长)，并且抵抗外部环境中的气体、微生物和物质进入包装而引起的降解。与用于液体或半液体食品的砖形或长方体类型的包装不同，这种包装可以基于薄纸而不是本体层，并且可以是袋的形式而不是长方体形状的包装。
上述包装以高速连续大量生产(例如每小时数千个包装)，从而形成了全球消耗性包装和一次性塑料的重要部分。考虑到每个包装可能含有大含量的塑料，可以理解，减少甚至消除该含量将对气候和环境有巨大的益处。
因此，考虑到现有技术的包装材料，在可回收性和环境可持续性方面，存在对改进的可热密封的基于纸盒的多层包装材料的需求和机会。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种更好的可回收性和更可持续的可热密封的基于纸盒的多层包装材料。
本发明的总体目的还在于提供一种改进的可热密封的基于纸盒的多层包装材料，其基本上是植物基的，即是可再生(非化石)来源的，并且基本上可再浆化成一种和同一纤维素纤维回收部分。
本发明的具体目的是提供用于氧敏感产品的可热密封的基于纸盒的多层包装材料，例如不含铝箔(即所谓的“非箔”)但具有适合长期无菌包装的良好气体和其他阻隔性能且基本上是植物基且基本上可再浆化为一种且同一纤维素纤维回收部分的层压包装材料。
另一具体目的是提供用于液体或半液体食品的这种可热密封的基于纸盒的多层包装材料。
根据本发明，这些目的可通过如在所附权利要求中所定义的，改进的可热密封的基本上植物基且可再浆化的基于纸盒的多层包装材料、热密封包装容器及包装材料的制造方法来实现。
根据本发明的第一方面，提供了一种可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料，其包含纸、纸板或其他纤维素基材料的本体层；第一最外保护性水分散性层或涂层，其用于朝向所形成的包装容器的外部；以及第二最内可热密封层，其用于朝向并形成包装容器的内部，其中第二最内可热密封层由纤维素纤维组合物制成，该纤维素纤维组合物包含纤维素纤维、任选的添加剂和任选的增塑剂，该纤维素纤维被部分改性以含有二醇纤维素，并且其中最内层中改性纤维素纤维的量按干重计为80wt％至100wt％；并且其中基于纤维素纤维中可氧化的C2-C3键的总数，部分改性的纤维素向二醇纤维素的转化度为至少10％，以提供完整的多层包装材料，包含第二最内可热密封层，其基本上基于植物并且可再浆化成一种且同一纤维素纤维回收部分。
这意味着多层包装材料的材料是植物基的，还是基本上可再分散在水性介质中的，使得它们可以与纸板本体层的纤维部分一起回收。仅少量，例如小于10重量％，例如小于7重量％的材料不能与纤维一起回收，而是作为残次品或废物部分被收集。因此，多层包装材料的植物基且可再浆化的内容物将构成至少90重量％，例如至少93重量％。第一最外保护性水分散性层或涂层还可包括纤维素纤维组合物，其包括纤维素纤维、任选的添加剂和任选的增塑剂，其中纤维素纤维至少部分改性以含有二醇纤维素，其中第一最外层中的改性纤维素纤维的量按干重计为80wt％至100wt％；并且其中基于纤维素材料中可氧化的C2-C3键的总数，至少部分改性的纤维素向二醇纤维素的转化度为至少10％，以还使得第一最外保护性水分散性层可热密封、植物基且可再浆化。
已成功得出结论，使用上述纤维素纤维组合物使得可减少甚至避免在第二最内层中使用通常源自化石来源的常规热塑性聚合物。因此，纤维素纤维组合物可以通过以下方式做出贡献：其是植物基来源、其制造和化学改性不存在环境问题、以及可再浆化，即可再分散在水中。这是可能的，因为它仍然处于原始纤维形式，并且其性质和特性与天然纤维素相似。对二醇纤维素的化学改性使得纤维素尽管仍然是纤维组合物但仍表现出热塑性行为。纤维素不需要与常规热塑性聚合物混合以用作第二最内可热密封层，并且它可以提供足够强的热密封，同时以与相邻或层压纸层中的纤维素纤维相同的方式保持可再浆化。
可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料还可具有包含布置在本体层和第二最内可热密封层之间的气体阻隔材料的层或多层部分。
多层包装材料内的不同层或多层部分可借助于包含干重0.5至5g/m2的水分散性薄粘合剂的薄层压层彼此层压，该薄层压层可通过湿分散层压与中间的水性粘合剂组合物获得。
通过选择和优化阻隔层或涂层及任何必要层压层的组分，从而可进一步将多层包装材料中热塑性聚合物的量减少到最低限度，从而产生基本上植物基且可再浆化的包装材料。
根据本发明的第二方面，提供了一种热密封包装容器，其包括可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料。包装容器可用于包装液体、半固体或湿食品。根据一种实施方案，包装容器至少部分地由本发明的层压包装材料制成，并且根据另一实施方案，其整体由层压包装材料制成。
根据本发明的第三方面，提供了一种制造根据上述第一方面所定义的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料的方法，该方法包括：
第一步骤：提供并推进衬底卷材，该衬底卷材是基本上植物基且可再浆化的预层压衬底结构或单个衬底层的卷材；第二步骤：提供包含纤维素纤维、任选的添加剂和任选的增塑剂的纤维素纤维组合物，其中纤维素纤维被部分改性以含有二醇纤维素，并且其中改性纤维素纤维的量以每干物质重量计算为80wt％至100wt％；并且其中基于纤维素中可氧化的C2-C3键的总数，部分改性的纤维素向二元醇纤维素的转化度为至少10％；以及第三步骤：将纤维素纤维组合物施加到衬底卷材上，以在可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料中形成第二最内可热密封层，以朝向并形成包装容器的内部。
将纤维素纤维组合物施加到衬底卷材上的第三步骤可以通过挤出涂覆来进行，或者可替代地，通过借助于中间的粘合层将由纤维素纤维组合物制成的预制膜或片材层压到衬底卷材上来进行。
衬底卷材可以是预层压的多层结构，其包括本体层和包含气体阻隔材料的层或多层部分。
如果干纤维素纤维组合物的厚度和量不太高，例如低于25g/m2，例如低于20g/m2，则其可以替代地借助于水分散体涂覆并随后干燥来施加。
根据一种实施方案，该方法包括：第四步骤：将与第二最内可热密封层类似或相同的纤维素纤维组合物施加到衬底卷材的相对侧上以形成第一最外保护性水分散性层或涂层，其因此也由纤维素纤维组合物制成，该纤维素纤维组合物包含纤维素纤维、任选的添加剂和任选的增塑剂，其中纤维素纤维被部分改性以含有二醇纤维素，其中第一最外层中改性纤维素纤维的量按干重计为80重量％至100重量％；并且其中基于纤维素材料中可氧化的C2-C3键的总数，部分改性的纤维素向二醇纤维素的转化度为至少10％，以还使得第一最外保护性水分散性层可热密封、植物基且可再浆化。
通过第三方面的方法，因此可制造本发明第一方面的改进的可热密封的基于纸盒的多层包装材料。
具体实施方式
结合本发明使用的术语“长期储存”意指包装容器应当能够在环境条件下保持所包装的食品的品质(即营养价值、卫生安全性和味道)持续至少1或2个月，例如至少3个月，优选更长。
术语“包装完整性”通常意指包装紧密性，即包装容器的抗渗漏或破裂能力。该术语涵盖包装对可能使填充食品变质并缩短包装预期保质期的微生物(例如细菌、污垢和其他物质)侵入的抗性。
层压包装材料对包装完整性的一个主要贡献是层压材料的相邻层之间良好的内部粘合力。另一个贡献来自材料对诸如每个材料层本身内的针孔、破裂等缺陷的抵抗力，并且还有另一个贡献来自密封接缝的强度，通过密封接缝，材料在形成包装容器时被密封在一起。因此，关于层压包装材料本身，完整性性能主要集中于各个层压层与其相邻层的粘合性，以及各个材料层的质量。关于包装的密封，完整性主要集中在密封接缝的质量，这是通过填充机中良好的功能和稳健的密封操作来确保的，而这又是通过层压包装材料的适当调整的热密封性能来确保的。
术语“液体或半液体食品”通常是指具有流动内容物的食品，该流动内容物任选地可以包含食物块。乳制品和奶、大豆、大米、谷物和种子饮料、果汁、果肉饮料、无气泡饮料、能量饮料、运动饮料、咖啡或茶饮料、椰子水、酒、汤、墨西哥胡椒、西红柿、酱汁(如意大利面酱)、豆类和橄榄油是所考虑的食品的一些非限制性示例。
与包装材料和包装容器相关的术语“无菌”是指微生物被消除、灭活或杀死的条件。微生物的示例是细菌和孢子。当产品被无菌包装在包装容器中时，通常使用无菌工艺。为了在包装的保质期内保持持续的无菌性，包装完整性特性当然非常重要。对于填充食品的长期保质期来说，可能还很重要的是，包装对气体和蒸汽(例如对氧气)具有阻隔性能，以便保持其原始味道和营养价值，例如(举例而言)其维生素C含量。
术语“本体层”通常意指多层层压件中最厚层或包含最多材料的层，即对层压件和由层压件折叠而成的包装容器(例如纸板或纸盒)的机械性能和尺寸稳定性贡献最大的层。它还可以意指在层压夹层结构中提供更大厚度或距离的层，其进一步与在间隔本体层的每一侧上具有更高杨氏模量的稳定面层交互，以便实现足够的这种机械性能，例如弯曲刚度和尺寸稳定性。
术语“热密封”意指通过将两个材料表面熔融熔合或焊接在一起而进行热结合，使得待连接的材料在材料表面之间的界面上在某种程度上相互混合或互锁。这对于彼此挤压的软化或部分熔融的热塑性聚合物而言是众所周知的，使得聚合物链的流动性增加使得能够在粘合界面上进行一些链缠结。冷却后，随着聚合物材料冷却并再次固化，缠结的聚合物链被锁定在该状态。在根据本发明使用的部分改性纤维素的情况下似乎也发生类似的情况，使得在两个焊接材料表面之间形成牢固的结合。
术语“天然纤维素”的含义是未经化学改性的纤维素。
术语“纤维素纤维”具有其呈天然和原始形式的纤维素纤维的含义，即不涵盖再生纤维素(其经过化学改变并从化学反应溶液中再生，即使它可以再生为纤维形式)并且也不涵盖解纤成纳米级的纤维素，即分子尺寸水平的纤维素，所谓的原纤维、晶体或原纤维聚集体。
纤维素纤维可以具有不同的长度和纵横比，具体取决于浆化方法，并且不同的浆通常具有不同的特性。这些特性仍然可以在本发明的范围内变化，以为不同的需要提供不同的先决条件。
制备根据本发明的材料和产品时使用的合适纤维素纤维的示例可以具有但不限于至少1μm(例如至少5μm，或至少8μm，或至少12μm)的平均直径。纤维的平均长度可以是至少0.3mm，例如0.3-4mm。
因此，纤维素纤维和原纤维或纳米原纤维之间存在重大区别。原纤维具有几纳米的直径，而纤维在微米范围内，即纤维大数千倍。因此，原纤维所表现出的许多特性是纤维中所看不到的。
纤维素可以是任何合适的纤维素，例如从浆化获得的纤维素。在一种实施方案中，纤维素是从牛皮纸工艺获得的。在另一实施方案中，纤维素是从来自牛皮纸工艺的漂白纸浆获得的。从浆化过程获得的纤维素通常还含有半纤维素。然而，半纤维素也将经历如本文所述或类似的改性。
纤维素是一种存在于植物细胞壁中的多糖，纤维素和纤维素衍生物可能存在于各种不同的产品(例如纸张、纸板、纺织品、植入物和火药)中。本发明的纤维素可以是木质纤维素来源的，例如来自木材。
术语“可再浆化”意指通过常规碎浆机或通过在水性介质中剧烈搅拌，以纤维素纤维的百分之几的常规纸浆稠度，可再分散到水分散体中的纤维素纸浆。
术语“基本上植物基且可再浆化”意指基本上所有多层包装材料的材料都是植物基并且还可再分散在水性介质中，使得它们可以与纸板本体层的纤维部分(通常是从纸盒基多层包装材料中获得的主要回收材料)一起回收。“基本上所有材料”意指只有少量不能与纤维一起回收，而是作为残次品或废物部分收集，例如纳米厚的金属化层，或每平方米几克的预涂层或胶水，例如淀粉或PVOH等。少量将构成多层材料中总材料的小于10wt％，例如小于7wt％，例如小于5wt％，例如小于3wt％。因此，多层包装材料的“基本上所有材料”，即“基本上植物基且可再浆化的”内容物将构成至少90wt％，例如至少93wt％，例如至少95wt％，例如至少97wt％。
本体层可以是“液体纸板”标准的纸板或纸，即，与其他纸盒质量相比具有相对高的弯曲刚度以及用于液体包装的适当尺寸和用于食品包装的适当食品安全质量。对于干产品的包装，弯曲刚度的要求可能较低，其他纸板或纸盒也是可以的。然而，看看要求最高的纸盒本体层包装类型，即液体包装，需要达到最终多层包装材料所需的弯曲刚度。替代地，这可以通过将相对较弱的本体层或中心层与两侧的面层相结合来完成，这些面层较薄但具有较高的杨氏模量，使得层压材料仍然实现足够的总弯曲刚度，这要归功于中心层提供交互的面层之间的距离(从而产生“夹层效应”或“工字梁效应”)。面层可以是较薄的纸，例如本体层外侧上的纸印刷衬底(即，朝向包装容器的外侧)和本体层内侧上的用于阻隔涂层的薄纸衬底。
因此，当层压到另外的层时，也可以使用具有较小弯曲刚度或没有弯曲刚度的纸或纤维素片材的本体层，从而获得硬化夹层效应。示例可以是挂面纸板或瓦楞纸板(然而，用作平面材料)或泡沫形成的纤维素片材，其具有非常低的密度，但仍然具有足够的分层强度(即，Scott Bond)和Z方向抗压性，从而抵抗垂直于主体纸或片材平面的压缩力。
用于本发明的常规纸或纸板本体层可以具有约100μm至约600μm的厚度和大约100-500g/m2、优选约200-300g/m2的表面重量，并且可以是具有合适包装质量的常规纸或纸板。
对于液体食品的低成本无菌长期包装，可以使用具有更薄纸本体层的更薄包装层压件。由这种包装层压件制成的包装容器不是折叠成形的并且更类似于枕形柔性袋。干食品的包装也可以是这种类型。用于这种袋-包装的合适的纸通常可以具有约50至约140g/m2、优选约70至约120g/m2、更优选70至约110g/m2的表面重量。由于本发明中的阻隔涂覆衬底本身可以对层压材料提供一定的稳定性，因此对应于“本体”层的纸层可以甚至更薄，并且以夹层交互与阻隔纤维素基衬底交互，从而仍然生产一起具有所需机械性能(例如足够的刚度和稳定性)的层压包装材料。
包含气体阻隔材料的层或多层部分可以包括纸或其他水分散性纤维素基材料的附加衬底层，其涂覆有至少一种气体阻隔材料，总气体阻隔涂层厚度为2至5000nm，例如2至4000nm。
气体阻隔材料可以是通过将薄阻隔层的水分散体涂覆或气相沉积涂覆到薄纸载体衬底上而制成的阻隔涂覆衬底。存在各种水分散体涂覆工艺和气相沉积涂覆工艺以及用于这种涂覆的材料配方，其可以将实际气体阻隔材料的量和层厚度减少到纳米级，或最多仅几微米，同时仍然提供相对良好的阻隔性能。因此，如果衬底层或“阻隔载体层”是薄纸或其他薄纤维素基材料，则薄纸也可以充当与本体层进行夹层交互的面层，如上所述。此外，它可以构成包含阻隔材料的多层部分的主要部分，并且通过作为纸衬底，它可以整体上有助于基本上植物基且可再浆化材料，并且在回收时可回收到与本体层相同的纤维部分。开发这种在很大程度上基于可再生资源(纸或纤维素基材料)的非箔阻隔材料是迈向更可持续的包装材料的重要一步。阻隔涂层要么非常薄(例如10-80纳米)，要么是水分散性且仍然薄(例如1-4微米)。它们将形成回收部分的可忽略部分和/或分散或溶解在水中，使得可以从纤维回收过程中的纤维再浆化液体的废水中回收这些物质。例如，来自纳米厚金属化层(例如60nm)的铝比例将减少到标准6μm(6000nm)厚度的铝箔所需铝的一小部分，即1％左右。
适合于本发明的阻隔涂层的衬底不限于某种类型的纸，而是还包含基于任何类型的天然纤维素、纤维状或原纤维纤维素的其他纤维素基衬底。然而，塑料或合成聚合物衬底并不被认为具有同样的优势，因为它们会向多层包装材料中添加塑料组分。这种热塑性聚合物膜可以由所谓的再生纤维素(即溶解和再沉淀的纤维素)制成，或者可以是任何常规的衬底膜聚合物，如聚酯，例如PET或BOPET、聚酰胺或聚烯烃。然而，有技术可用于制造非常薄(例如厚度低至约5μm)的衬底膜，因此不能完全排除这种替代方案。这种膜可以由植物基非化石来源制造，但不能再浆化成与本体层相同的一种纤维素纤维回收部分。
迄今为止已经发现，纸或纤维素基衬底在其涂层侧(“顶侧”或“印刷侧”)上的Bendtsen表面光滑度为200ml/m或更低，例如约150ml/min或更低，从氧气阻隔的角度来看，可以为根据本发明的气体阻隔材料的层部分提供良好的阻隔涂覆结构。
适用于涂覆低干含量聚合物分散体或溶液组合物的方法广泛地为任何合适的湿式涂覆方法，例如凹版辊涂、空气喷涂、无气喷涂、逆向辊涂、线棒涂覆、唇口涂覆、气刀涂覆、幕流涂覆、喷涂、浸涂和刷涂方法。
纸或其他水分散性纤维素基材料的附加衬底层可被涂覆至干涂层厚度为100至5000nm(0.1至5μm)，例如100至4000nm(0.1至4μm)，例如300至3500nm(0.3至3.5μm)，例如300至2500nm(0.3至2.5μm)，其中气体阻隔材料包括选自由乙烯醇聚合物和共聚物组成的组的聚合物，例如选自由聚乙烯醇PVOH和乙烯乙烯醇EVOH、淀粉和淀粉衍生物、半纤维素和半纤维素衍生物、纳米原纤纤维素/微原纤纤维素NFC/MFC、纳米晶纤维素NCC及其中两种或更多种的共混物组成的组的聚合物。
在一个实施方案中，阻隔预涂层组合物基于适合于分散涂层的两种最常见类型的聚合物和共聚物之一，基于乙烯醇单体，即聚乙烯醇(PVOH)和乙烯乙烯醇(EVOH)。
优选地，气体阻隔聚合物是PVOH，因为它提供良好的成膜性能、气体阻隔性能、成本效率、食品相容性和气味阻隔性能。
当PVOH具有至少98％、优选至少99％的皂化度时，基于PVOH的气体阻隔组合物表现最佳，尽管具有较低皂化度的PVOH也将提供氧气阻隔性能。另一方面，EVOH可以通过为阻隔材料提供一定的防潮性而有利，因为该共聚物包括乙烯单体单元。该量取决于EVOH等级的选择，但与PVOH相比，这将以牺牲材料固有的一些氧气阻隔性能为代价。传统的EVOH聚合物通常用于挤出，并且不可能分散或溶解在水性介质中以便产生3.5g/m2或以下的薄液膜涂覆阻隔膜。据信，EVOH应包括相当高量的乙烯醇单体单元以可水分散，并且其性能应尽可能接近液膜涂层级PVOH的性能。因此，挤出的EVOH层不是液膜涂覆EVOH的替代方案，因为与用于挤出涂覆的EVOH等级相比，它本质上与PVOH的性能不太相似，并且因为它不能通过挤出涂覆或挤出层压以低于4g/m2的符合成本效率的量涂覆为单层。
气体阻隔材料还可包括基于干涂层重量的约1至约20重量％的无机层状化合物，例如剥离的纳米粘土颗粒，例如膨润土。因此，气体阻隔材料层可包含基于干涂层重量的约99至约80重量％的聚合物。气体阻隔组合物中还可以包含添加剂，例如分散稳定剂等，优选其量基于干涂层不超过约1重量％。组合物的总干含量优选为5至15重量％，更优选为7至12重量％。
气体阻隔材料中另一种可能的添加剂可以是具有官能羧酸基团的聚合物或化合物，以便改善PVOH涂层的水蒸气和氧气阻隔性能。适当地，这种具有官能羧酸基团的聚合物选自乙烯丙烯酸共聚物(EAA)和乙烯甲基丙烯酸共聚物(EMAA)或其混合物。在一个实施方案中，这种阻隔层混合物可以基本上由PVOH、EAA和无机层状化合物组成。EAA共聚物可以基于干涂层重量以约1-20重量％的量包含在阻隔层中。
据信，一些进一步改善的氧气和水阻隔性能可能是在升高干燥温度下由PVOH和EAA之间的酯化反应产生的，由此PVOH通过疏水性EAA聚合物链交联，这些链由此构建成PVOH的结构。替代地，交联可以通过多价化合物(例如，金属化合物，例如金属氧化物)的存在来诱导。然而，由于添加剂的成本，这种混合物更昂贵并且从可回收性的角度来看可能不太优选。然而，一般来说，交联可能会抵消水再分散性的影响，需要从这个角度进行平衡。
在另一实施方案中，气体阻隔材料基于纳米晶体纤维素(CNC)或包含纳米晶体纤维素的组合物，例如包含CNC与聚乙烯醇(PVOH)的共混物的组合物。使用这种气体阻隔材料具有很大的优势，因为它是纤维素的另一种形式，用量非常低，因此也将是植物基的并且可再浆化成与本体层相同的纤维素纤维回收部分。
还已知淀粉和淀粉衍生物固有地提供一些气体阻隔性能，并且具有气体阻隔性能的半纤维素衍生物的示例是木聚糖。
涂覆到纸或其他水分散性纤维素基材料的附加衬底层上的气体阻隔材料可以替代地是气相沉积涂层，例如选自由金属化涂层、氧化铝(AlOx)涂层、氧化硅(SiOx)涂层和无定形类金刚石碳(DLC)涂层组成的组，例如是铝金属化涂层。
为了适于借助于气相沉积涂覆工艺的阻隔涂覆步骤，出于效率和生产经济性的原因并避免由于纤维、多孔纤维素基衬底中截留空气而导致涂层起泡，衬底需要很薄，例如60g/m2或以下，例如50g/m2或以下，优选45g/m2或以下，更优选40g/m2或以下。另一方面，当用湿分散体涂覆并随后干燥时，更薄或克重低于30g/m2的纤维素基衬底可能机械性能太弱和/或尺寸稳定性较差，从而表现出收缩或卷曲问题。因此使用克重更优选为30至50g/m2，例如最优选为35至45g/m2的纸。
为了以最少量阻隔材料获得最佳阻隔性能，已经发现，仅涂覆至纳米厚度的气相沉积涂层可能需要气体阻隔聚合物的薄的第一涂层，以首先施加到纸或纤维素基衬底上。气体阻隔材料的这种良好的第一涂层是选自具有固有气体阻隔性能并在可回收性方面及在工业涂覆和层压工艺中都是食品安全和环境可持续的乙烯醇聚合物和共聚物的聚合物。这种聚合物是水可分散的和/或可溶于水的，并且可以借助于水性“分散体涂覆”工艺或所谓的“液膜涂覆”工艺来施加。
因此，纸或其他水分散性纤维素基材料的附加衬底层可以涂覆有气体阻隔材料的第一涂层，该第一涂层通过涂覆气体阻隔材料的水分散体或溶液并随后干燥而形成，并且进一步在第一涂层上施加选自金属、金属氧化物、无机氧化物和无定形类金刚石碳的气体阻隔材料的气相沉积涂层。
在一种实施方案中，气体阻隔材料的第一涂层可包括选自由乙烯醇聚合物和共聚物组成的组的聚合物，例如选自由聚乙烯醇PVOH和乙烯乙烯醇EVOH组成的组，并且气体阻隔材料的另外的气相沉积涂层是选自金属、金属氧化物、无机氧化物和碳涂层的材料。
在另一实施方案中，气相沉积涂层是选自由铝金属化涂层和氧化铝AlOx组成的组的气体阻隔材料，并且优选地它是铝金属化涂层。
在又一个实施方案中，气体阻隔材料的第一涂层是基于包含纳米晶体纤维素(CNC)的组合物(例如包含CNC与聚乙烯醇(PVOH)的共混物的组合物)的第一涂层，并且另外的气相沉积涂层包括选自金属、金属氧化物、无机氧化物和碳涂层的气体阻隔材料。
气体阻隔材料的第一涂层可以以0.1至4g/m2、更优选0.5至3.5g/m2、例如0.5至3g/m2的总干重量施加。低于0.1g/m2，根本无法实现气体阻隔性能，而高于4g/m2，涂层可能会变脆，更容易破裂，并且无论如何，高于3.5甚至高于3g/m2的话，由于阻隔聚合物的成本一般较高以及由于蒸发掉液体的能量成本较高，涂层不会为包装层压件带来足够的成本效率。PVOH在0.5g/m2及以上时可达到可识别的氧气阻隔水平，在0.5至3g/m2之间实现了阻隔性能和成本之间的良好平衡。
在一种实施方案中，气体阻隔材料的第一涂层可以作为两个部分层在两个连续的步骤中施加，并进行中间干燥。当作为两个部分层施加时，每层适当地以0.1至2g/m2、优选0.5至1.5g/m2的量施加，并且允许用较低量的液态气体阻隔组合物获得较高质量的总层。在一种实施方案中，两个部分层各自以0.5至1g/m2的量施加。
在另一实施方案中，借助于分散体或溶液涂覆以0.5至2.5g/m2，优选0.5至2g/m2干重的量施加阻隔预涂层。
最终涂覆到气体阻隔材料的第一涂层的表面上的气相沉积阻隔涂层借助于物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)例如通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)来施加。
这种薄的气相沉积涂层是纳米厚的，即，它们具有最适合以纳米计算的厚度，例如5至500nm(50至)，例如5至200nm，更例如5至100nm，例如5至50nm。
一般而言，低于5nm，阻隔性能可能太低而无法使用，而高于200nm，例如高于100nm，例如高于50nm，取决于气相沉积涂层的类型，阻隔涂层可能柔性较差，并且，因此，当施加到柔性衬底上时更容易破裂，并且成本也更高。
在一种实施方案中，施加阻隔沉积涂层的厚度为10至80nm，例如10至50nm，例如10至45nm。
基本上由铝金属组成的气相沉积层可以具有5至50nm、更优选5-40nm的厚度，其对应于用于包装的常规厚度(6.3μm)的铝箔中存在的铝金属材料的小于1％。虽然气相沉积金属涂层需要显著更少的金属材料，但它们最多仅提供低水平的氧气阻隔性能，并且需要与另外的气体阻隔材料组合以便提供具有足够阻隔性能的最终层压材料。另一方面，它可以补充另外的气体阻隔层，该气体阻隔层不具有水蒸气阻隔性能，但对水分相当敏感。
气相沉积涂层的其他示例是氧化铝(AlOx，Al2O3)和氧化硅(SiOx)涂层。一般来说，PVD涂层更脆，不太适合通过层压结合到包装材料中，而金属化层作为例外，尽管是通过PVD制成的，但确实具有适合层压材料的机械性能。
通常，由于所使用的金属化涂层工艺的性质，铝金属化层固有地具有由氧化铝组成的薄表面部分。
在一种实施方案中，所施加的铝金属化层的光密度(OD)为1.8至2.5，优选1.9至2.2。当光密度低于1.8时，金属化膜的阻隔性能可能太低。另一方面，在高于2.5时，金属化层可能会变脆，并且由于在较长的时间内对衬底膜进行金属化时的热负荷较高，因此金属化过程中的热稳定性会较低。那么涂层质量和粘附可能会受到负面影响。
可以借助于等离子体增强化学气相沉积方法(PECVD)施加其他涂层，其中在或多或少的氧化情况下将化合物的蒸气沉积到衬底上。氧化硅涂层(SiOx)也可以例如通过PECVD工艺来施加，并且然后可以在某些涂层条件和气体配方下获得非常好的阻隔性能。
DLC定义了一类具有金刚石一些典型特性的无定形碳材料(类金刚石碳)。优选地，烃类气体，例如乙炔或甲烷用作等离子体中的工艺气体，用于生产通过PECVD真空工艺施加的无定形氢化碳阻隔层的涂层，即DLC。在真空下通过PECVD涂覆的DLC涂层为层压包装材料中的相邻聚合物或粘合剂层提供良好的粘附力。使用聚烯烃且特别是聚乙烯和基于聚乙烯的共聚物获得对相邻聚合物层的特别良好的粘附力。
在一种实施方案中，包括气体阻隔材料的层或多层部分可以包括包含微原纤化纤维素的层或片材。已知这种微原纤化纤维素材料的涂层、纸和片材可提供气体阻隔性能。在本发明的上下文中它们的性质应当与材料的再浆化性相平衡。
在另一实施方案中，包括气体阻隔材料的层或多层部分可包括包含改性纤维素纤维的层或片材，其含有二醇纤维素，其中基于纤维素纤维中可氧化的C2-C3键的总数，从纤维素到二醇纤维素的转化度为至少20％。这种材料的气体阻隔性质在二醇纤维素的转化度较高时变得更加明显，即高于20％，例如30％至50％。
可以通过将包括粘性聚合物粘合剂的粘合剂组合物的水分散体湿式施加到待层压的卷材表面之一上并在两个纸卷材通过层压辊隙前进时将它们压在一起，将包括气体阻隔材料的层或多层部分粘合到本体层上，从而通过湿层压提供层压结构。水性粘合剂组合物的水分可被吸收到两个纸层中的至少一层的纤维纤维素网络中，并且在随后的层压过程中随时间部分蒸发。因此不需要强制干燥步骤。因此，可热密封的多层包装材料可进一步包括层压层，该层压层包括干重为0.5至5g/m2的水分散性薄粘合剂层，其可利用水性粘合剂组合物通过湿层压获得。
包含气体阻隔材料的层或多层部分可以通过0.5至5g/m2的中间粘合组合物层压至本体层，该中间粘合组合物包括选自由丙烯酸类聚合物和共聚物、淀粉、淀粉衍生物、纤维素衍生物、乙酸乙烯酯或乙烯醇的聚合物和共聚物，以及苯乙烯-丙烯酸胶乳或苯乙烯-丁二烯胶乳组成的组的共聚物。
为了获得可能最佳的环境可持续性，优选来自植物或非化石来源的粘合剂。
在多层部分包括改性纤维素纤维的气体阻隔材料(其含有二醇纤维素，基于纤维素纤维中可氧化的C2-C3键的总数，从纤维素到二醇纤维素的转化度为至少20％)的情况下，该材料可以替代地直接涂覆到纸或纸板的本体层上。这种直接涂覆操作可以通过水分散体涂覆和随后的干燥来进行，或者通过纤维素纤维组合物的挤出涂覆来进行。
因此，第二最内可热密封层由纤维素纤维组合物制成，该纤维素纤维组合物包括纤维素纤维、任选的添加剂和任选的增塑剂，该纤维素纤维被部分改性以含有二醇纤维素，最内层中改性纤维素纤维的量按干重计为80wt％至100wt％；基于纤维素纤维中可氧化的C2-C3键的总数，部分改性的纤维素向二醇纤维素的转化度为至少10％。与所有纤维素产品和纸一样，比例为80至100wt％的纤维素纤维也包括一些水，其构成在正常环境条件下所有纸产品固有的天然水分含量。因此，纤维素产品的自然水分含量可在6％至12％之间变化，具体取决于其储存时的气候条件。
另外，第二最内可热密封层还可包括增塑剂，其量基于该层的干含量为0.5至20wt％。
任选地，第一最外保护性可再浆化层或涂层可以由与第二最内可热密封层相同的纤维素纤维组合物制成，并且还可以进一步包括基于该层的干含量，量为0.5至20wt％的增塑剂。
在一种替代实施方案中，第一最外保护性水分散性层或涂层可以是仅用于保护多层包装材料的外表面的薄涂层，例如水性乳胶涂层、蜡涂层或清漆，其量为1至10g/m2。
增塑剂可以是选自由多元醇(例如甘油)和非合成聚合物(例如多糖，例如淀粉、淀粉衍生物或纤维素衍生物)组成的组的化合物。在一种实施方案中，增塑剂可以是选自由甘油、聚乙二醇(PEG)和聚乙烯醇(PVOH)组成的组的化合物。
在一种实施方案中，增塑剂因此可以是选自由多元醇(例如甘油)和多糖(例如淀粉、淀粉衍生物或纤维素衍生物)组成的组的化合物。
在进一步的实施方案中，增塑剂可以是选自由甘油、聚乙二醇(PEG)和聚乙烯醇(PVOH)组成的组的化合物。
纤维素分子的葡萄糖单体单元的可氧化的C2-C3键的改性首先发生在构成纤维素纤维的纤维素纳米原纤维的表面。随着改性的进行，据信纤维中的改性纳米原纤维获得核-壳结构，从而从二醇壳获得类似于热塑性聚合物性能的机械和物理性能，这在挤出和注射成型工艺中发现是有利的。已公开的国际专利申请WO2018/135994A1进一步描述了有关二醇改性纤维素生产的改性反应和技术。在纤维素纤维中可用的C2-C3键向二醇纤维素的10％转化度下，可已看到纤维素改变以获得更易流动的流变行为的一些效果。在30％至50％的转化度下，例如在35％至45％时，已观察到最佳的流变性质。已经在高于50％的转化度时，纤维素开始转变为液体溶液，这对于本发明来说是不希望的。当转化度增加至100％时，二醇改性的纤维素或多或少呈液体形式并且在组合物中留下非常少(若有)的纤维。
与WO2018/135994的描述相反，改性纤维素纤维不应与热塑性聚合物共混以达到使组合物更具热塑性的目的。在现有出版物中提出，“当与第二种聚合物混合时，纤维的改性将增加纤维的分散性，从而减少纤维拔出或脱粘的数量”，即防止基质不能正确粘附到纤维上。然而，这种与常规热塑性聚合物的共混将达不到提供植物基且可再浆化(即水分散性)材料的目的。根据本发明，不需要且不希望将改性二醇纤维素与传统的热塑性聚合物共混。一些添加量的天然聚合物，例如淀粉、淀粉衍生物和纤维素衍生物可用于增塑目的，只要该组合物仍然是水分散性的即可。然而，如WO2018/135994中所述，纤维素也可以在不添加任何其他增塑剂和添加剂的情况下进行加工，因为通过允许其吸收水水分，其可以变得更具流动性和可加工性。为了能够利用类似熔体的流动行为进行加工，纤维素纤维吸收了5至40wt％的水分。术语“吸收”涵盖“吸附”和“吸取”两者，并且术语“吸收”涵盖“吸附”和“吸取”两者。
除了增塑剂之外，潜在的任选添加剂可以是交联剂、增容剂、填料或颜料以及消泡剂。
在一种实施方案中，纤维素纤维组合物基本上仅包含改性纤维素纤维和吸收的水。
根据本发明，用于第二最内可热密封层的纤维素纤维组合物可通过挤出涂覆工艺来施加。
此外，纤维素纤维组合物固有地提供了对气体(例如氧气和水蒸气)的一些阻隔性能，并且这些性能在“熔融”加工成最终层或片材时不会劣化。
当测定纤维素向二醇纤维素的改性或转化度时，第一步骤是在将纤维素氧化成二醛纤维素之后测定向二醛的转化度。这是通过与盐酸羟胺反应并用氢氧化钠滴定来测定氧化纤维素中的羰基含量来完成的。假设纯纤维素作为起始材料，转化率以最大转化量的百分比给出。在第二步骤中，假定所有醛都转化为醇(这也可以通过第二次羰基含量测定来支持)，除非有任何相反的指示或描述。
因此，实际上，在纤维素氧化成二醛纤维素之后测定羰基含量通常足以测定纤维素向二醇纤维素的最终改性或转化度。
因此，羰基含量由基于Zhao等人的方案确定：(Determination of degree ofsubstitution of formyl groups in polyaldehyde dextran by the hydroxylaminehydrochloride method.Pharm.Res.8:400-402(1991))。将纤维悬浮在水中并调节至pH 4，然后脱水至凝胶状稠度。然后，将大约0.25g(干基)这些纤维与25ml pH 4的0.25M盐酸羟胺溶液搅拌至少2小时，然后使用预先称重的滤纸过滤将纤维从溶液中分离出来。然后通过将滤纸烘干来测定纤维的精确质量，并通过用0.10M氢氧化钠滴定回pH来测定羰基量。每个氧化时间进行两到三次独立的氧化，并且与盐酸羟胺的每个反应以一式三份进行。
基于天然纤维素材料中可氧化的C2-C3键的总数，在还原为二醇纤维素之前纤维素向二醛纤维素的转化度优选在13％以上，例如18％以上或20％以上。
第二最内热密封层中的改性纤维素纤维的量可以为90wt％或更多，例如95wt％或更多，例如100wt％。
基于纤维素中可氧化的C2-C3键的总数，部分改性纤维素的第二最内热密封层向二醇纤维素的转化度可以是至少30％，或至少32％，或至少40％，或至少45％且小于50％，例如30％至45％。
水分或水的吸收可通过将材料置于含水分环境中足够的时间段，直到足够量的水分或水已被材料吸收来完成。含有水分的环境可以是带有蒸汽的容器。该材料还可以通过向材料添加水或通过将材料浸入水中足够的时间段来吸收水。如果吸收过程中的温度升高，纤维素将吸附较少的水分或水，因此温度不应升高太多。在一种实施方案中，吸收在30℃或更低温度(例如室温)下进行。吸附过程中的相对湿度(RH)可以是30-100％，例如50-99％或70-95％。该材料可以留在含水分环境中至少5分钟或至少15分钟或至少30分钟或至少1小时或至少2小时。该材料可以浸入水中或浸没在水中。吸收时间部分取决于材料的量和添加水分或水的方法。吸收步骤之后材料的水分含量可以是5-40wt％，例如10-30wt％。
通过允许材料吸收水分，该材料可以更容易地以类似热塑性塑料的“熔融”-行为进行加工，因为需要较低的温度和较小的力。此外，据信吸收可抑制加工过程中的变色，因为可以降低加工温度。不允许吸收水分的材料应优选具有高度改性，以便有利于高纤维素含量材料的熔融加工。该材料可具有高度改性并吸收了水分。
然后，根据材料的性质，可以使用任何合适的技术(例如熔体螺杆挤出机或双螺杆挤出机)在60-200℃下对材料进行复合或“熔融”-加工。在复合或“熔融”加工过程中，温度可能足够高以使材料流动。复合或加工可被描述为“熔融”过程，其中温度足够高以“熔融”或赋予材料类似熔融的状态，或使其足够软以使其流动。对于已允许吸收水分的材料的复合，可以使用较低的温度，例如60-100℃或70-90℃。对于干燥材料，即不允许吸收水分或水的材料，可以使用120-160℃(例如130-150℃)的温度。材料的复合可在5-10分钟内完成。有时更优选较低的温度，因为它可以降低变色的风险。
在一种实施方案中，通过首先复合材料来制备产品。然后，例如通过切割或研磨，将复合材料转化为合适尺寸的颗粒或细粒。然后将细粒用于挤出涂覆或膜挤出操作，即，使用挤出螺杆挤出并通过模具的喷嘴压制，以形成待施加到衬底或冷却辊上并冷却的流动膜。
替代地，将改性纤维素保持在水分散体中并通过分散体涂覆到衬底上并随后干燥以蒸发掉水含量来施加。
第二最内可热密封层的施加量可以为10至80g/m2，例如15至80g/m2，例如20至70g/m2，例如20至60g/m2，例如20至50g/m2，例如20至40g/m2。在低于15g/m2时，不能可靠地获得强热密封，而在高于100g/m2时，例如高于80g/m2时，没有看到密封强度的进一步改进。在20至60g/m2的干燥二醇纤维素纤维材料组合物下，可依赖足够的热密封强度，并且在整个保质期(即包装容器的储存时间)中保持足够的密封强度。
根据一种实施方案，第二最内可热密封层可以施加到气相沉积涂层的涂层表面上，例如施加到金属化涂层上。与纸或纤维素层的衬底表面相比，在第二最内热密封层和具有金属化层的衬底表面之间观察到大大改善的热密封性。所施加的纤维素似乎在光滑的涂覆表面上形成均匀且光滑的层，从而形成更好的热密封层。
附图说明
下面结合附图对本发明的优选实施方案进行描述，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料的第一实施方案的剖视面，
图2a示出了用于包装氧敏感商品的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料的第二实施方案的示意性剖视图，
图2b示出了用于包装氧敏感商品的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料的另一实施方案，
图3a示意性地示出了用于分散涂覆诸如气体阻隔材料或改性纤维素材料等材料的水性组合物以在衬底上产生材料层或涂层的方法，
图3b示意性地示出了用于将可热密封改性纤维素纤维组合物层挤出涂覆到卷材衬底上的方法，
图4a示出了通过使用固体金属蒸发件在衬底膜上进行物理气相沉积(PVD)涂覆的设备的示意图，
图4b示出了借助于磁控管等离子体在衬底膜上进行等离子体增强化学气相沉积(PECVD)涂层的设备的示意图，
图5a、5b、5c和5d示出了由根据本发明的层压包装材料制成的包装容器的典型示例，以及
图6示出了如何以连续、卷筒进给、成形、填充和密封工艺由包装层压件制造这种包装容器的原理。
实施例
比较例1
将国际专利申请号WO2018/146386A1中描述的类型的改性纤维素材料(即由VTT芬兰制造的摩尔质量控制且随后通过与长链脂肪酸酯化进行化学改性的纤维素)挤出涂覆到纸板衬底上。该改性纤维素材料是通过与具有8个碳原子的烷基基团的羧酸进行酯化反应而得到的。摩尔质量控制使得纤维素聚合物分子被缩短以获得对后续酯化反应的更高反应性。
通过Haake中试挤出机以0.5m/s(30m/min)的速度在约150摄氏度下将纤维素材料以约30g/m2的厚度挤出涂覆到具有弯曲力为80mN并且克重为200g/m2的纸衬底上。它提供了均匀光滑的涂层。通过对衬底表面进行电晕表面处理，提高了这种类型的纤维素材料的粘附力。
通过将每个相应样品的两个表面彼此相对地按压和加热并随后冷却材料来测试挤出涂覆层的热密封性。通过对材料的持续加热以及通过超声波热密封方法，获得了均匀且牢固的热密封。
实施例1a
将根据本发明的纤维素纤维组合物(包括改性为二醇纤维素的100wt％纤维素纤维，且纤维素纤维中的C2-C3键向二醇纤维素的转化度为40％)以6wt％良好分散的纤维素纤维的水性溶液的形式分散涂覆到不同的衬底表面上。
涂覆操作借助于所谓的刮刀涂覆进行，将纤维分散体进给通过宽度为200μm的模槽，随后在105摄氏度下干燥，使得施加的量为约20g/m2干物质。
三种不同的衬底分别是：
1)液体纸板类型的传统纸板的内侧(即背面，其为粗糙且不可印刷的一面)，其弯曲力为80mN且克重为200g/m2，
2)层压至铝箔的相同液体纸板的预层压卷材的箔侧，以及
3)预层压卷材的金属化面的表面，其由层压到金属化纸衬底(约45g/m2的薄纸)的相同液体纸板制成，
4)薄离型高密度超级压光纸层(薄纸衬底)的光滑纸面(146s Guerly孔隙率)。
将涂层形成均匀的层并测试热密封性。结论是，由2号衬底的涂覆预层压箔板和3号衬底的涂覆金属化表面制成的密封粘合的热密封强度远高于由1)和4)号涂覆衬底(即纸和纸板衬底)的密封粘合的热密封强度。
性能(例如热密封性)的评价如表1所示。
O＝观察到低或没有特性
T＝观察到一些/中等特性
X＝观察到良好/高特性
表1
结论：
对于编号E.1a-1)的涂覆纸板卷材，观察到不一致的超声波热密封结果。据信，原因是由于涂层厚度不均匀，涂覆的板表面之间的接触不均匀。
对于编号E.1a-2)和E.1a-3)(即涂覆到铝表面的一侧)的涂覆卷材，通过感应热密封和超声波热密封两种方法获得了良好且牢固的热密封。改性纤维素材料的涂层在整个涂覆的衬底金属表面上具有更均匀的厚度。
实施例1b
将与实施例1a中使用的相同的纤维素材料干燥至水分含量为约10％。以与比较例1的对比纤维素材料相同的方式，在约150摄氏度和约30g/m2的挤出涂覆克重下，将该材料挤出到弯曲力为80mN且克重为200g/m2的纸衬底上。
借助于恒定热密封方法，挤出涂覆样品的热密封性同样被证实良好且坚固。
一般而言，从实施例1a、1b和比较例1的涂覆材料的热密封袋中可以看出，无论使用何种热密封方法和施加方法，密封都是紧密的并且不会泄漏所包装的液体产品。
实施例2
通过以同样的方式用等量的水(200ml)和涂覆纸在室温下高速和高剪切混合(厨房搅拌机“Nordic Home”)至约5wt％的稠度，测试比较例1和实施例1a-1)、1a-4)和1b中提供的涂覆有纤维素材料的衬底卷材的水分散性。将对应的80mN且克重为200g/m2的未涂覆纸板也按照同样的方式“再浆化”作为参考，以进行比较。
虽然比较例1的挤出涂覆纸板不可能分散从而产生混合5分钟后仍存在塑料薄片和碎片的纤维混合物，但实施例1a-1)、1a-4)和1b的其他样品，以及参考纸板样品，显示出在小于5分钟和一个标准周期内向良好分散状态的容易且快速的水再分散性，其中样品之间没有观察到差异。
从其他研究中已知所要求保护的阻隔材料和湿层压粘合剂，例如PVOH、淀粉和乳胶，是水分散性的，并且肯定也可用于类似的水性再浆化实验。
此外，关于附图：
在图1中，以横截面示出了可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料10的实施方案，该多层包装材料10包括纸板11，其具有80mN的弯曲力和约200g/m2的克重；第一最外保护性水分散性层或涂层12；以及第二最内热密封层13。在该实施方案中，第一最外层和第二最内层均包括部分改性为二醇纤维素的纤维素纤维，其中基于纤维素纤维中可氧化的C2-C3键的数量，向二醇纤维素的转化度为约40％。第二最内热密封层的层厚度为约30g/m2，而第一最外层的层厚度为约20g/m2。
这种简单的多层包装材料代表了一种用于一般包装的良好包装材料，它可以提供针对泄漏、液体、污垢、机械滥用的保护，并且在一定程度上还具有氧气阻隔性能，因为改性纤维素纤维本身可以提供一定的氧气阻隔水平。最外层12和最内层13可以通过水分散体涂覆和随后的干燥来施加。替代地，它们可以通过挤出涂覆改性纤维素的更干燥的纤维组合物来施加。
图2a示出了用于包装氧敏感商品的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料的第二实施方案，其中层压材料包括纸板的纸板本体层21a，其弯曲力为260mN且克重约为280g/m2。多层包装材料进一步包括第一最外保护水分散层22a和第二最内热密封层23a。在该实施方案中，第一最外层和第二最内层均包括部分改性为二醇纤维素的纤维素纤维，其中基于纤维素纤维中可氧化的C2-C3键的数量，向二醇纤维素的转化度为约40％。因此，这些层22a和23a都是可热密封的保护层，它们同时可再分散到水中。第二最内热密封层的层厚度为约30g/m2，而第一最外层的层厚度为约20g/m2。
本体层21a被层压至气体阻隔材料层部分24a，该层部分24a包括：由可再浆化的纸制剂制成的纸衬底层26a，例如不是高疏水性或类似的防油纸；该纸衬底层26a预涂覆有第一气体阻隔涂层27a，其包含约3g/m2干含量的聚乙烯醇，并且随后进一步涂覆有约60nm的铝金属气相沉积涂层28a。两个纸层21a和26a通过湿层压的方式与粘合剂组合物的水分散体层压在一起，该粘合剂组合物包括量为约4g/m2干含量的聚乙烯醇，即，两个纸表面之一，这里是纸衬底26a的纸表面，涂覆有粘合剂组合物，并且随后将两个卷材在辊隙中压在一起，以提供本体层和气体阻隔材料多层部分24a的预层压体。
因此，将改性纤维素的第二最内热密封层施加到金属化表面涂层28a的内侧上，同时将第一最外保护性水分散性层22a施加到本体层21a的外侧上。
所得的多层包装材料很容易在回收过程中再浆化成单一且相同部分的回收纤维素纤维。
图2b示出了用于包装氧敏感商品的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料的另一实施方案，其与图2a中描述的多层包装材料非常相似，但是阻隔层的层部分24b不同。因此，层部分24b可以包括与最内层和最外层中使用的部分改性为二醇纤维素类似或相同的纤维素纤维组合物的阻隔层，其厚度足以提供期望的气体阻隔性能。层24b可以通过将改性纤维素纤维的水性组合物分散涂覆到纸板21b上并随后干燥，或者通过改性纤维素纤维组合物的干燥预制膜或片材24b的湿层压25b来施加到本体层。根据一种实施方案，层、膜或片材24b可进一步涂覆有气相沉积涂层(未示出)，例如金属化铝层，用于在多层包装材料中提供进一步的水蒸气阻隔性能。
本体层21b借助于与粘合剂聚合物薄层的中间粘合层25b的湿层压而被层压到阻隔层、膜或片材24b，这通过将淀粉基粘合剂的水分散体施加到待彼此粘合的表面之一上然后在辊隙中压在一起而获得。因此，该层压步骤以工业速度在有效的冷或环境层压步骤中进行，无需加速水蒸发所需的耗能干燥操作。中间粘合层25b的干燥施加量仅为3至5g/m2。
在图3a中，示出了用于涂覆水性分散体的方法30a，例如用于施加最内可热密封层13、23a、23b，或由水性气体阻隔组合物或水性粘合剂组合物25a、25b形成的气体阻隔涂层27a以将两个卷材湿层压在一起的方法。将纸衬底卷材31a(例如，图1中的纸板11或图2a中的纸衬底26a)传送到分散体涂覆站32a，在这里，水性分散体组合物(未示出)借助于辊施加到衬底顶部表面上。如果衬底两侧的表面不同，通常一侧更光滑并且适合接受阻隔涂层(通常该侧称为顶侧或印刷侧)。通常，分散体组合物的水含量为80至99重量％，并且在湿涂覆的衬底上将存在大量的水，该衬底需要通过加热干燥和蒸发，以形成连续的涂层，该涂层是均质的并且在阻隔性能和表面性能(即均匀性和润湿性)方面具有均匀的质量。通过热风干燥机33a进行干燥，以形成干涂层，这也使得水分蒸发并从衬底表面去除。当衬底通过干燥器时，其温度保持恒定在60至80℃的温度。干燥可以单独通过热空气对流进行，或者部分通过红外灯的辐射热辅助进行。
所得到的涂覆衬底卷材34a被送去冷却并卷绕到卷轴上用于中间储存并且随后进一步层压或气相沉积涂覆到涂覆衬底上。
在分散体组合物是粘合剂组合物的情况下，在层压之前不需要干燥步骤，即，将两个卷材压在一起以彼此粘附。如果认为所得层压件的水分含量太高，则在层压之后但在卷绕到辊上或进一步层压操作之前可能存在较小的调节干燥步骤。
图3b示出了第二可热密封最内层和任选的第一最外保护层的挤出层压步骤的方法，并且在本体层21a、21b首先被层压至图2a的阻隔涂层纸衬底24a或图2b的阻隔片材或涂层24b之后分别制造图1、2a和2的包装层压件10、20a或20b。(在其他实施方案中，最内层和最外层可以借助于水分散体涂层来施加，如图3a中所描述的)。
如结合图2a和图2b所解释的，本体层纸板21a、21b可以借助于湿、冷、水分散体、粘合剂层压，或次优选地借助于挤出层压被层压到阻隔涂覆的纸衬底24a、24b上。
纸板11、21a、21b，或所得的纸预层压卷材31b从中间储存卷轴，或直接从层压站传送用于层压纸预层压件。本体层21a、21b的非层压侧，即其打印侧，在冷却的辊隙33处与改性纤维素纤维组合物的流幕32接合，该流幕32将形成层压材料的最外保护层22a、22b，改性纤维素纤维组合物从挤出机进料头(feedblock)和模具32b中挤出。
随后，现在在其对应于包装外部的外侧上涂覆有最外层12、22a、22b的纸预层压卷材通过第二挤出机进料头和模具34b以及层压辊隙35，在这里，改性纤维素纤维组合物的流幕34接合并涂覆到预层压件的另一侧上，即纸衬底11、28a、24b的内侧或阻隔涂覆侧上。因此，最内可热密封层13、23a、23b被共挤出涂覆到纸预层压卷材的内侧上，以形成成品层压包装材料36，其最终卷绕到储存卷轴上(未示出)。
在层压辊隙33和35处的这两个共挤出步骤也可以作为两个连续步骤以相反的顺序来执行。
根据另一实施方案，最外层中的一个或两个可替代地在预层压站中施加，在这里，共挤出涂覆层首先被施加到主体纸板层的外侧或阻隔涂覆纸衬底的金属化涂层上，然后两个预层压纸卷材可以彼此接合。替代地，最外层更薄，并在两个预层压纸卷材彼此层压之前或之后借助于水分散体涂覆来施加。
根据另一实施方案(未示出)，最内可热密封层13、23a、23b可以以预制片材或膜的形式施加，其被层压至阻隔涂覆纸衬底24a或阻隔片材24b的涂覆侧。然后通过与中间水性粘合剂组合物进行湿层压来进行层压，如图3a中所施加和描述的那样。
图4a是用于将例如铝金属涂层物理气相沉积(PVD)到本发明的卷材衬底上的设备40a的示例的示意图。衬底卷材41在其预涂覆侧上进行蒸发铝的连续蒸发沉积42以形成金属化铝层，或者替代地通过氧气与铝蒸气的混合物以形成氧化铝的沉积涂层。涂层的厚度设置为5至100nm，优选为10至50nm，从而形成本发明的阻隔涂覆纸43。铝蒸气由固体铝片的蒸发源42的离子轰击形成。对于氧化铝的涂层，也可以经由入口端口将一些氧气注入到等离子体室中。
图4b是将例如氢化无定形类金刚石碳涂层等离子体增强化学气相沉积涂覆(PECVD)到本发明的卷材衬底上的设备的示例的示意图。卷材衬底44a在其表面之一上在等离子体反应区45中经受等离子体的连续PECVD，该等离子体反应区45形成于磁控管电极46和冷却的卷材传送滚筒47(也用作电极)之间的空间中，同时膜由旋转滚筒沿着滚筒圆周表面传送穿过等离子体反应区。用于沉积涂覆无定形DLC涂层的等离子体可以例如通过将包括有机烃气体(例如乙炔或甲烷)的气体前体组合物注入到等离子体反应室中来产生。可以通过相同的主要PECVD方法施加其他气体阻隔涂层，例如氧化硅涂层SiOx，然后从有机硅化合物的前体气体开始。通过在出口端口48a和48b处连续抽空室，将PECVD等离子体室保持在真空条件下。
图5a示出了由根据本发明的包装层压件生产的包装容器50a的实施方案。包装容器特别适用于饮料、酱料、汤等。通常，这种包装具有约100至1000ml的体积。它可以是任何构造，但优选为砖形，分别具有纵向密封51a和横向密封52a，并且任选地具有开启装置53。在未示出的另一实施方案中，包装容器可以成形为楔形。为了获得这种“楔形”，仅折叠包装的底部部分，使得底部的横向热密封隐藏在三角形角翼片下方，这些三角形角翼片被折叠并密封在包装的底部。顶部区段横向密封保持展开状态。这样，仅部分折叠的包装容器仍然易于操作并且尺寸足够稳定以放置在食品店的搁架上或任何平坦的表面上。
图5b示出了由根据本发明的替代包装层压件生产的包装容器50b的替代示例。替代的包装层压件由于具有较薄的纸本体层而较薄，因此其尺寸不够稳定以形成平行六面体或楔形包装容器，并且在横向密封52b之后不折叠形成。包装容器仍将是枕形袋状容器，并以这种形式分发和销售。
图5c示出了山形顶部包装50c，其由预切片材或坯料、由包括纸板本体层和本发明的阻隔涂覆纸衬底的层压包装材料折叠形成。平顶包装也可以由类似的材料坯料形成。
图5d示出了瓶状包装50d，其是套筒54和顶部55的组合，该套筒由本发明的层压包装材料的预切坯料形成，该顶部通过注射成型塑料与诸如螺旋塞等的开启装置组合形成。这种类型的包装例如以商品名(Tetra/>)和/>(Tetra/>)销售。这些特定的包装通过以下方式形成：将在闭合位置附接有开启装置的模制顶部55附接至层压包装材料的管状套筒54，对如此形成的瓶顶胶囊进行灭菌，用食品填充它，最后折叠形成包装底部并将其密封。
图6示出了本申请简介中所描述的原理，即，通过将卷材的纵向边缘62a、62b重叠并将它们彼此热密封从而形成重叠接缝63，将包装材料卷材形成为管61。管被连续地填充64待填充的液体食品，并且通过低于管填充内容物水平彼此间隔预定距离的管的重复双横向密封65被分成单独的填充包装。包装66通过在双横向密封(顶部密封和底部密封)之间切割而被分离，并且通过沿着材料中准备好的折痕线形成折叠而最终成形为期望的几何构造。
最后说明，本发明不限于上面示出和描述的实施方案，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (20)

1.可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(10；20a；20b)，其包括纸、纸板或其他纤维素基材料的本体层(11；21a；21b)，用于朝向成形包装容器的外部的第一最外保护性水分散性层或涂层(12；22a；22b)，以及朝向并形成包装容器的内部的第二最内可热密封层(13；23a；23b)，其中所述第二最内可热密封层由纤维素纤维组合物制成，所述纤维素纤维组合物包括纤维素纤维、任选的添加剂和任选的增塑剂，所述纤维素纤维被部分改性以含有二醇纤维素，并且其中所述最内层中改性纤维素纤维的量以干重计为80wt％至100wt％；并且其中基于所述纤维素纤维中可氧化的C2-C3键的总数，部分改性的纤维素向二醇纤维素的转化度为至少10％，以使得包含第二最内可热密封层在内的完整的多层包装材料是基本上植物基并且可再浆化成一种且同一纤维素纤维回收部分。
2.根据权利要求1所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(10；20a；20b)，其中所述第一最外保护性水分散性层或涂层(12；22a；22b)也由纤维素纤维组合物制成，所述纤维素纤维组合物包括纤维素纤维、任选的添加剂和任选的增塑剂，其中所述纤维素纤维被部分改性以含有二醇纤维素，其中所述第一最外层中改性的所述纤维素纤维的量按干重计为80wt％至100wt％；并且其中基于纤维素材料中可氧化的C2-C3键的总数，部分改性的纤维素向二醇纤维素的转化度为至少10％，以使得所述第一最外保护性水分散性层也是可热密封、植物基且可再浆化的。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(20a；20b)，其具有包括布置在所述本体层(21a；21b)和所述第二最内可热密封层(23a；23b)之间的气体阻隔材料(24a；24b)的层或多层部分。
4.根据权利要求3所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(20a)，其中包括气体阻隔材料(24a)的所述层或多层部分包括纸或其他水分散性纤维素基材料(26a)的附加衬底层，其涂覆有至少一种气体阻隔材料(27a，28a)，总气体阻隔涂层厚度为2至5000nm，例如2至4000nm。
5.根据权利要求3和4中任一项所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(20a；20b)，其中包括气体阻隔材料(24a；24b)的所述层或多层部分包括含有微原纤化纤维素或改性纤维素纤维的层或片材(26a；24b)，所述纤维素纤维含有二醇纤维素，其中基于所述纤维素纤维中可氧化的C2-C3键的总数，从纤维素到二醇纤维素的转化度为至少20％。
6.根据权利要求4所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(20a)，其中涂覆到纸或其他水分散性纤维素基材料(26a)的附加衬底层上的所述气体阻隔材料(27a，28a)包括气相沉积涂层(28a)，例如，所述气相沉积涂层(28a)选自由金属化涂层、氧化铝(AlOx)涂层、氧化硅(SiOx)涂层、无定形类金刚石碳(DLC)涂层组成的组，例如，所述气相沉积涂层(28a)是铝金属化涂层。
7.根据权利要求4所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(20a)，其中所述纸或其他水分散性纤维素基材料的所述附加衬底层(26a)被涂覆到干涂层厚度为100至5000nm(0.1至5μm)，例如100至4000nm(0.1至4μm)，例如300至3500nm(0.3至3.5μm)，例如500至3000nm(0.5至3μm)，例如500至2500nm(0.5至2.5μm)，其中气体阻隔材料(27a)包括选自由乙烯醇聚合物和共聚物组成的组的聚合物，例如选自由聚乙烯醇PVOH和乙烯乙烯醇EVOH、淀粉和淀粉衍生物、半纤维素和半纤维素衍生物、纳米原纤纤维素/微原纤纤维素NFC/MFC、纳米晶纤维素NCC及其中两种或更多种的共混物组成的组。
8.根据权利要求4或6和7中任一项所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(20a)，其中纸或其他水分散性纤维素基材料的所述附加衬底层(26a)涂覆有通过涂覆并随后干燥气体阻隔材料的水分散体或溶液而形成的气体阻隔材料的第一涂层(27a)，并且还具有施加在所述第一涂层上的选自金属、金属氧化物、无机氧化物和无定形类金刚石碳的气体阻隔材料的气相沉积涂层(28a)。
9.根据权利要求6或8中任一项所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(20a)，其中所述气相沉积涂层(28a)被施加至10到80nm的厚度，例如10至50nm，例如10至45nm。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(20a；20b)，其中包括气体阻隔材料(24a；24b)的所述层或多层部分通过干重为0.5至5g/m2的中间粘合组合物(25a；25b)层压到所述本体层(21a；21b)上，所述中间粘合组合物(25a；25b)包括选自由丙烯酸类聚合物和共聚物、淀粉、淀粉衍生物、纤维素衍生物、乙酸乙烯酯或乙烯醇的聚合物和共聚物，以及苯乙烯-丙烯酸胶乳或苯乙烯-丁二烯胶乳的共聚物组成的组的粘合剂。
11.根据前述权利要求中任一项所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(10；20a；20b)，其中所述第二最内可热密封层(13；23a；23b)，以及任选地由与所述第二最内可热密封层相同的纤维素纤维组合物制成的第一最外保护性可再浆化层或涂层(12；22a；22b)进一步包括基于所述层的干含量，量为0.5至20wt％的增塑剂。
12.根据权利要求11所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料，其中所述增塑剂是选自由多元醇例如甘油和多糖例如淀粉、淀粉衍生物或纤维素衍生物组成的组的化合物。
13.根据前述权利要求中任一项所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(10；20a；20b)，其中所述第二最内可热密封层(13；23a；23b)的施加量为10至100g/m2，例如15至80g/m2，例如20至70g/m2，例如20至60g/m2，例如20至50g/m2，例如20至40g/m2。
14.根据权利要求6和8至13中任一项所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(20a),其中所述第二最内可热密封层(23a)被施加到所述气相沉积涂层(28a)上，例如施加到所述金属化涂层上。
15.根据前述权利要求中任一项所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(10；20a；20b)，其中基于所述纤维素中可氧化的C2-C3键的总数，所述第二最内可热密封层中所述部分改性的纤维素向二元醇纤维素的转化度为至少30％，或至少32％，或至少40％，或至少45％且小于50％，例如30％到45％。
16.热密封包装容器(50a；50b；50c；50d)，其包含如权利要求1至15中任一项所限定的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(10；20a；20b)。
17.制造根据权利要求1至15中任一项所述的可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(10；20a；20b)的方法(30a；30b)，所述方法包括：
提供和传送衬底卷材(31a；31b)的第一步骤，所述衬底卷材是基本上植物基且可再浆化的预层压衬底结构或单个衬底层的卷材，
提供(32a；32b)包括纤维素纤维、任选的添加剂和增塑剂的纤维素纤维组合物(32)的第二步骤，其中所述纤维素纤维被部分改性以含有二醇纤维素，并且其中改性纤维素纤维的量以干物质重量计为80wt％至100wt％；并且其中基于所述纤维素中可氧化的C2-C3键的总数，所述部分改性的纤维素向二元醇纤维素的转化度为至少10％，
施加(32a；33)所述纤维素纤维组合物到所述衬底卷材上以在所述可热密封的基本上植物基且可再浆化的多层包装材料(34a；36)中形成朝向并形成包装容器内部的第二最内可热密封层的第三步骤。
18.根据权利要求17所述的方法，其中将所述纤维素纤维组合物施加(30b)到所述衬底卷材(31b)上的第三步骤通过挤出涂覆(32b，33)进行。
19.根据权利要求17所述的方法，其中将所述纤维素纤维组合物施加(30a)到所述衬底卷材(31a)上的第三步骤通过水分散体涂覆(32a)和随后的干燥(33a)来进行。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其中所述衬底卷材是包括本体层(21a；21b)和包含气体阻隔材料(24a；24b)的层或多层部分的预层压多层结构，所述气体阻隔材料具有气相沉积涂层(28a)的表面层，例如，所述气相沉积涂层(28a)是金属化涂层。
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